土工管袋脱水固化环保疏浚技术介绍

　　土工管袋脱水固化环保疏浚技术是一种新的施工工艺，其将环保疏浚技术与土工管袋脱水固化工艺优化集成，成功实现河湖污染底泥的清淤处理。

　　土工管袋脱水固化环保疏浚技术介绍
　　
　　环保疏浚施工过程中，会有大量的污染底泥产生，传统的环保疏浚施工，对污染底泥的处理方法是寻找大面积的连片土地修建泥塘，进行简单的堆存，采用自然干化的方法固结后再利用。
　　
　　但是，一般的污染底泥属高有机质的粉质黏土，受自然降雨等因素影响很大，靠空气自然干化法固结需要5-10年甚至更长的时间。
　　
　　这样就造成了长时间占用土地资源，不利于土地资源的及时开发使用和景观修复，直接制约了湖泊治理的进度。
　　
　　伴随着城市用地的紧张，场地使用费用日益昂贵，疏浚堆场底泥长期占用土地成为影响环保疏浚工程效率和经济效益的重要因素，特别是在我国中东部沿海人口密集、经济发达地区，这一矛盾尤为突出。
　　
　　此外，采用堆场处理污染底泥的方法还存在着一定的环境和安全隐患，由于堆场中的底泥裸露，与周围环境直接接触，如果堆场余水处理不达标，就会对周边水体造成二次污染。
　　
　　在污染底泥的后处理的问题上在国内率先采用了一种新的施工工艺土工管袋脱水固化工艺。该技术将环保绞吸船从湖底清除的污染底泥通过添加药剂等技术环节处理后。
　　
　　通过管道注入到土工管袋中，注入到土工管袋含水率很高的污染底泥经絮凝沉淀、沥水过滤后，体积在短时间内得到大幅度缩减，而且土工管袋还可以进行多层堆叠。
　　
　　大大减少了对用地的需求，整个处理过程全封闭无污染。该工艺被许多业内人士认为是处理河湖污染底泥的一种既廉价又环保的处理方式。

　　疏浚船挖出湖底泥浆，通过管道输入铺放在岸边的土工布袋，在此过程中添加高分子药剂溶液，絮凝后的泥浆在土工管袋中实现泥水迅速分离。
　　
　　水从土工管袋中滤出，泥留在管袋中，并在重力和管袋充填压力的挤压下压实，实现快速脱水减容。
　　
　　这一过程项目部称之为土工管袋脱水固化工艺，其中关键在于絮凝剂和土工管袋。絮凝剂作用是通过电中和吸附细小的泥土颗粒，起吸附架桥作用，从而使细小的淤泥颗粒絮凝成团，使泥水迅速分离。
　　
　　土工管袋像筛子一样，清水通过空隙滤出，但絮凝成团的泥土颗粒则截留在管袋内；而且，管袋内泥土的自身重力和充填管袋时外在的压力双重作用。
　　
　　对袋内泥土产生一种挤压力，这种挤压力可以使得管袋内的水迅速排出、缩小泥土颗粒之间的空隙、加速土体固结。
　　
　　土工管袋脱水固化法
　　
　　1.土工管袋是一种由高韧聚丙烯纱线编织而成的具有过滤结构的管土工袋。土工管袋脱水固化法是在水下疏浚的过程中将高分子絮凝剂按一定比例剂量的溶液投入到淤泥泥浆，充分混合后充填到士工管袋中。
　　
　　利用土工管袋等效孔径具有的过滤结构和袋内液体压力两个动力因素，使水渗出管袋外，污泥存留在管袋内，从而达到减少污泥体积的效果。
　　
　　2.土工管袋技术指标
　　
　　拟清淤量 8630.74m³，经管袋固结后淤泥体积减量至 863m³(按绞吸船进口淤泥含水率 95%，固化后含水率 47%考虑)，土工管袋堆放一层，共 4 条。场地四周修建施工便道和排水沟，需要场地尺寸 35 米*35 米，1225 ㎡。
　　
　　3. 脱水场地的的整平
　　
　　土工管袋脱水场地 4000 ㎡，土工管袋脱水场地的用途是收集排放污水，并防止污染扩散。脱水场地的设计对于渗滤液的顺利排出至关重要，脱水场地需要设置防渗层、渗滤排水层、排水盲管、排水沟、集水坑、排水水泵等结构。
　　
　　为了保证充填后的管袋平整，防止应力集中对土工管袋的损伤，需要对场地进行平整，场地平整后，摊铺一层厚 5cm 的级配卵石，然后铺设防渗土工膜。
　　
　　防渗施工采用“两布一膜”的方法，即“针刺无纺土工布 200g/m2，HDPE 土工膜 2mm，针刺无纺土工布 200g/m2，防渗材料直接敷设在压实粘土上，在防渗结构上直接摊铺一层厚 5cm 的级配卵石过滤层。
　　
　　在卵石滤层内再埋设盲排管以收集滤后水，滤后水直接进入脱水区排水沟内，排水沟再汇入集水坑。
　　
　　在集水坑进行沉淀处理，达标后排放入河道。底部的防渗层向排水沟方向需要有一定的坡度，以保证水的顺利排出。
　　
　　渗滤排水层通常使用卵石或者碎石当作填充物，但是渗滤排水层的顶部需要找水平，不能有坡度存在，否则管袋在充填过程中会倾斜滚动。
　　
　　或者排水层顶部需要由场地两侧向中央设置较小的坡度，然后由场地中央开始充填第 1 个管袋，再依次往两侧分别充填其他管袋。
　　
　　这样可以使中心线两侧的管袋可以顺着场地的坡向往中间靠拢，保证每个充填好的管袋之间紧密结合，避免管袋之间间隙的存在而浪费场地空间。
　　
　　土工管袋脱水区，需要在场边以及内部设置通行便道，以方使操作工人在进行管袋脱水、闸阀开启关闭、检修维护时行走通过，施工便道宽度 1.5m
　　
　　4.管袋充填---土工管袋采用 22KW 冲吸式泥浆泵机组进行充填，水下冲吸取泥浆后，将泥浆引入输泥干管，干管分流至支管，然后充灌入土工管袋，每条支管都需要设置独立的闸门。
　　
　　为了满足充装袋的压力要求，充装一般不低于 0.05MPa（视疏浚距离的远近）。投药一般采用管式静态混合器使药剂与泥浆充分混合，其投药点一侧的管道压力应该比污泥管道中的压力高 0.01～0.02MPa，以满足泥浆对药剂管道的反冲压力。
　　
　　管袋充填操作时需要专门的人员负责测量管袋的充填高度以及控制闸门的开关，在管袋达到最大安全充填高度时，一定要及时关闭充填该管袋支管的闸门，以确保管袋的安全。
　　
　　管袋充填过程中需要操作人员使用非尖锐工具定期敲击或者振动管袋表面，加快脱水过程，并且同时检查管袋表面是否有破损。
　　
　　如有破损处，则需停止充填并及时修复。管袋充填应该从场地中心开始第一个，第一个充填完成之后再逐渐往两边延伸。
　　
　　第一条管袋的充填尤其重要，因为其在充填过程中偏移，就会影响后续管袋的充填位置。管袋充填采用多口同时充填的方式。
　　
　　对一条管袋多口同时充填时，管袋的每个充填口都同时与各支管连接，阀门控制。
　　
　　同一条管袋多口同时充填，可以保证管袋内部充填物的均匀性，并且可以避免因更换充填口而对工人健康造成的危害。
　　
　　第一次充填到 2 米的高度，大约 6 个小时后充第二次，第二次充到 2.5 米的高度。
　　
　　静置 12 个小时以后充第三次，以后每次都是间隔 12 个小时，需要充填 6 次左右，每次充填完成后打开袖口并检查流出物的形态，当流出物为清水时继续下一次充填。
　　
　　当流出物为泥浆的时候，充填完毕。充填完毕后袖口用土工带或绳子（不得用铅丝）绑扎好，土工管袋一旦出现破损处必须马上用针缝补好，缝线针距不得大于 5mm。
　　
　　底泥最终干化后管袋的高度可以达到 1.7m，截面积 10 ㎡，可以以此来计算充填完成后管袋内的泥量。6 条管路进行充填，30 个袋子大约充填时间 20 天。

　　管袋充填完毕后，需要固结 1-2 个月，以达到外运条件。通常管袋中脱水后的污泥含水率标准达到 50％，即可认为该管袋底泥的脱水固化过程基本完成。